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L'excellence
technologique
ExplorationProduction
+
+
+CSTJF
centre scientifique
et technique jean fÉger
centre scientifique et technique Jean Féger
L’excellence
technologique
ExplorationProduction
+
+
CONNAÎTRE
LE GROUPE
TOTAL +
Figurant au nombre des toutes premières compagnies
pétrolières internationales, Total est aussi un acteur
mondial du gaz, du raffinage, de la pétrochimie
et de la distribution de produits dérivés du pétrole.
Aujourd’hui, face à la croissance de la demande
énergétique, le Groupe accélère son développement
dans le solaire et la biomasse.
Nous misons en priorité sur le pétrole et le gaz, dont
les ressources sont loin d’être épuisées. Nos activités,
dans ce domaine, vont de l’exploration et la production
jusqu’à la transformation, le transport et la vente.
Raffineur et pétrochimiste de rang mondial, nous développons
des plateformes industrielles de premier niveau et renforçons
notre présence sur les marchés en croissance de l’Asie et du
Moyen-Orient. La branche commerciale du Groupe – à la tête
notamment d’un important réseau de stations-service – conçoit
et commercialise des produits principalement issus du pétrole
et tous les services qui peuvent y être associés.
Nous investissons par ailleurs dans les énergies renouvelables.
Nous avons choisi de nous développer dans le solaire
photovoltaïque et la biomasse. Nous accélérons désormais
nos investissements dans ces filières afin de proposer
des solutions performantes et fiables, complémentaires
des énergies fossiles.
Notre Groupe est également un chimiste de rang mondial.
Nous produisons des polymères et sommes aussi présents
dans la chimie de spécialités, qui comprend les applications
du caoutchouc, les adhésifs et la métallisation.
Partout dans le monde, nos 96 000 collaborateurs produisent
l’énergie et les produits dont l’homme a besoin, en incarnant
les quatre comportements de notre Total Attitude : l’audace,
la solidarité, l’écoute et la transversalité.
Exploration-Production – Conception-réalisation :
– Crédits photo :
Philippe Boulze, Étienne Follet, Alain Guilhot/Divergence, François Lacour,
Laurent Pascal, Patrick Redonnet, Photothèque Total, DR – © TOTAL février 2013.
Ce livre est imprimé sur du papier Heaven 42 certifié FSC, dont l’ensemble des fibres
proviennent de forêts gérées de manière responsable. Des encres végétales élaborées
sur la base de matières premières renouvelables ont été utilisées. L’imprimeur
est certifié Imprim’Vert® et FSC ; il s’engage à agir de manière concrète et continue
pour réduire les émissions polluantes, tout en économisant les ressources naturelles.
Merci à tous les collaborateurs de l’Exploration-Production de Total pour leur
aimable participation.
2—CSTJF—SOMMAIRE
3—CSTJF—SOMMAIRE
21
05
HSE HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ,
SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
45
FORAGE ET PUITS
PRÉFACE
Au premier rang des défis
complexes se place celui,
prioritaire, de la sécurité des
hommes et de la préservation
de l’environnement – soumis
à une pression croissante –
pour assurer une production
responsable et durable.
07
+
+
59
+
TECHNIQUES DE PRODUCTION
UN CREUSET D’EXCELLENCE
Au CSTJF, haut lieu
d’expertise et de brassage
des cultures au cœur
du Béarn, tous les
collaborateurs poursuivent
le même objectif : produire
des hydrocarbures
et ce, toujours mieux.
Les spécialistes en mécanique
des roches, en chimie ou
en informatique expérimentent,
modélisent et analysent la
viabilité des puits dans des
conditions extrêmes.
31
Les équipes du CSTJF
développent des outils
permettant d’optimiser
la production et d’en évaluer
la performance tout au long
de la période d’exploitation.
GÉOSCIENCES
+
Leur métier ? Faire parler
les échantillons de roches et
de fluides, ainsi que l’imagerie
générée par l’un des
calculateurs les plus puissants
au monde.
+
71
RECHERCHE ET APPLICATIONS
L’innovation technologique
est un passage obligé pour
accéder à de nouveaux
territoires, en développant la
maîtrise d’une exploitation
responsable et durable.
+
5—CSTJF—PRÉFACE
❛
Résolument tourné
vers l’avenir, le Centre
scientifique et technique
Jean Féger prépare
l’énergie de demain.
❜
PRÉFACE
Le Centre scientifique et technique Jean Féger (CSTJF), situé au cœur
de Pau, constitue un centre d’excellence technologique de premier
plan avec l’expertise scientifique et les moyens d’étude de
l’Exploration-Production (EP) de Total. La technologie de pointe
de ses laboratoires et la puissance de son nouveau centre de calcul
haute performance (HPC) font du CSTJF, qui regroupe près de
2 500 personnes, un centre de recherche et développement (R&D) et
un pôle de compétences intégrées de premier ordre dans le monde pétrolier.
Véritable poumon scientifique et technique des filiales de l’EP,
qui opèrent partout sur la planète, le CSTJF les assiste au quotidien
pour mener à bien notre stratégie visant à maximiser nos productions, mettre
en œuvre nos projets dans les meilleurs délais et au meilleur coût, et favoriser
en permanence le renouvellement de nos réserves.
C’est sur ce vaste campus international, authentique “melting-pot”,
résolument tourné vers l’avenir, que nous démontrons nos capacités
de partenaire performant et responsable, à même de préparer
au mieux les ressources en hydrocarbures de demain.
Implanté au cœur du Sud-Ouest, le CSTJF s’affirme aussi comme
un acteur majeur de la dynamique économique et sociale
de la région et comme un partenaire de sa croissance durable.
Yves-Louis Darricarrère
Président Upstream de Total
6—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
7—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
CHAÎNE DE COMPÉTENCES
Le CSTJF abrite tous les métiers
de la chaîne de l’exploration et de
la production pétrolière. Cette
proximité facilite les échanges entre
les spécialistes des sciences de la
Terre, du forage ou de l’exploitation
des gisements et l’intégration de
toutes les expertises, indispensables
pour repousser les frontières
du possible pétrolier.
+
UN CREUSET
D’EXCELLENCE
Au CSTJF, haut lieu d’expertise et de brassage des cultures,
tous les collaborateurs poursuivent le même objectif : produire
des hydrocarbures et ce, toujours mieux. Au cœur du Béarn, berceau
historique de l’activité gazière française, le Centre conçoit des solutions
technologiques rentables et respectueuses de l’environnement.
+
POUR LE MONDE ENTIER
L’assistance technique
aux filiales de l’ExplorationProduction de Total est l’une
des premières raisons d’être
de ce centre d’ingénierie.
Car c’est sur le terrain
opérationnel, aux quatre
coins du monde, que toute
la puissance d’innovation
du CSTJF doit s’exercer.
+
8—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
2 500
collaborateurs
représentant tous les métiers
de l’Exploration-Production.
++
++
EN 1951, un forage d’exploration révélait le gisement géant
confèrent en effet à l’agglomération paloise une place privilégiée
de gaz naturel de Lacq. Cette découverte et celles qui suivront
dans la recherche pétrolière.
assureront jusqu’à 90 % de la consommation de gaz naturel en France
À l’échelle nationale, le CSTJF est engagé dans une soixantaine de
et scelleront en partie le destin économique et industriel
contrats de R&D avec des universités (celles de Bordeaux, de Marseille,
du Sud-Ouest. L’implantation du Centre scientifique et technique
de Montpellier, de Pau, de Provence et de Toulon), des grandes écoles
Jean Féger (CSTJF) à Pau et celle de nombreux de nos sous-traitants
et différents instituts et laboratoires.
et partenaires valent à la cité béarnaise, et plus largement au bassin
De plus, deux structures hébergées par l’université de Pau et des Pays
de Lacq, d’être un pôle privilégié du développement des activités
de l’Adour et financées par Total ont initié une nouvelle forme de
pétrolières et parapétrolières. Avec les métiers du pétrole et du gaz et
collaboration entre le CSTJF et la recherche universitaire : fondé en 2002,
ceux de la chimie, ce sont plus de 4 000 emplois directs que procure
l’Opera (Organisme pétrolier de recherche appliquée en géophysique)
Total sur l’ensemble du bassin de Lacq, avec, en particulier, le CSTJF
développe notamment de nouveaux algorithmes de traitement de
et Total Petrochemicals, dont le site de Mont-Lacq abrite le pôle
l’imagerie sismique, tandis que le Chloe, créé en 2007 (Centre huile lourde
de R&D pétrochimique du Groupe. Désormais appelé “Pôle d’études
ouvert et expérimental), est centré sur l’évaluation et l’amélioration de
et de recherche de Lacq (PERL)”, ce pôle a récemment été intégré
divers procédés de récupération des bruts extra-lourds.
à la R&D de l’Exploration-Production.
À l’origine d’un important pôle d’activité chimique, Total s’est engagé,
depuis le milieu des années 1970, à préparer “l’après-Lacq”,
le gisement étant en voie d’épuisement. Son soutien à l’implantation
+
9—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
+
Rayonnant tout autour du globe, le CSTJF est aussi un point
d’accueil, de contact et de formation
d’entreprises de chimie fine au travers de la Sobegi (Société béarnaise
pour des collaborateurs de multiples nationalités. Personnels des
de gestion industrielle, créée par Total en 1975) et son aide à la création
sociétés nationales pétrolières partenaires et représentants des États
de PME-PMI (via Total Développement Régional, issu de la Sofrea créée
hôtes de l’Exploration-Production de Total y sont également accueillis
par Elf à Pau en 1978) ont ainsi contribué, localement, à la création
pour y suivre des formations de pointe. Le Centre reçoit ainsi, chaque
ou au maintien de près de 7 900 emplois, grâce au soutien apporté
année, plus de 50 000 visiteurs à des fins professionnelles et
à plus de 320 entreprises.
70 délégations étrangères. Une large gamme de stages répond
à la variété des besoins de stagiaires venant de tous les horizons.
Le CSTJF, par le biais de ses nombreux axes de R&D, s’affirme
comme un partenaire important
de la communauté scientifique du Sud-Ouest. L’IFP Énergies Nouvelles
Les sessions sont majoritairement ponctuelles et courtes, mais
la transmission des savoirs peut aussi s’orchestrer au fil d’un parcours
de plusieurs mois, bâti sur mesure, ou bien encore se dérouler sur
deux ans, dans le cadre d’un compagnonnage permettant de se former
(IFPEN) comme les laboratoires de l’université de Pau et des Pays
en travaillant (On the Job Training). Couvrant tous les domaines
de l’Adour, réunis notamment au sein de l’Ipra (Institut pluridisciplinaire
– exploration pétrolière, appréciation des découvertes, conception de
de recherche appliquée dans le domaine du génie pétrolier),
forages complexes, déploiement de solutions innovantes pour améliorer
10—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
11—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
les productions, maîtrise des impacts industriels, etc. –, ces formations
s’appuient sur l’ensemble des ressources technologiques du CSTJF :
une énorme puissance de calcul – ses calculateurs informatiques “haute
performance” sont capables d’effectuer plus de deux millions de
milliards d’opérations par seconde ! –, qui lui vaut d’être l’un des premiers
centres informatiques scientifiques au monde, un imposant plateau
de laboratoires high-tech – d’une superficie de 5 000 mètres carrés –
et un “concentré” de compétences de haut niveau.
+
+ UN CAMPUS D’EXCEPTION
Le CSTJF a été dessiné au début
des années 1980 par l’architecte palois
André Grésy, en privilégiant des matériaux
nobles tels que le bois, le verre et la tuile.
Sur environ 30 hectares, il compte près
de 40 bâtiments, avec quasiment
100 000 mètres carrés de surface totale
construite, dont 30 000 mètres carrés utiles
de bureaux et 5 000 mètres carrés utiles de
laboratoires dans quatre bâtiments dédiés.
+
Toute la puissance de calcul du CSTJF est accessible à l’ensemble
des filiales de l’Exploration-Production
grâce au réseau privé de télécommunications du Groupe, auquel sont
reliés 1 250 sites à travers le monde. Éminemment stratégique, cette
toile mondiale de télécommunications transporte les voix des échanges
téléphoniques entre le CSTJF et les filiales, les images et les sons
des 37 visioconférences pouvant se dérouler simultanément à partir
du Centre et, bien sûr, un flux très nourri d’e-mails et de fichiers
informatiques.
Ce flot ininterrompu, qui traduit le rôle de partenaire névralgique
du CSTJF dans le quotidien des filiales, se double de fréquentes
rencontres entre les opérationnels basés à l’étranger et leurs
“correspondants” du Centre. Véritables globe-trotters, ces derniers
réalisent en effet chaque mois
quelque 3 500 missions à l’international,
afin d’apporter leur assistance directe
à leurs homologues sur site.
+
PARC PAYSAGER
Entouré de vastes espaces naturels,
le centre scientifique et technique
Jean Féger – du nom de l’ingénieur
découvreur du gisement de gaz naturel
de Lacq – est planté d’un millier d’arbres
(chênes, chênes liège, mûriers,
platanes…). Cette végétation est
régulièrement entretenue. Un étang est
alimenté par la récupération d’eau naturelle
d’écoulement sur le site. L’eau y est
traitée par oxygénation et par ultrasons
et accueille des espèces animales
autochtones (truites, canards,
poules d’eau).
+
Près de
30 hectares
dédiés aux études
et à la recherche.
++
++
14—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
MELTING-POT
Plus de 150 cadres internationaux,
techniciens et ingénieurs, recrutés par
les filiales de par le monde, sont intégrés
chaque année aux équipes du Centre,
où se côtoient 35 nationalités, pour une
durée de trois ans et plus. Ils effectuent
ainsi des étapes stratégiques dans
des carrières marquées par la mobilité
inhérente à la dimension mondiale
du Groupe.
+
60 GIGABITS PAR SECONDE
Véritable courroie de transmission
à l’échelle planétaire, le puissant réseau
de télécommunications du Centre permet
les échanges quotidiens entre les filiales
et le pôle régional.
+
DANS LA CITÉ
Acteur économique palois de premier
plan, Total est aussi fortement impliqué
dans la vie locale par ses actions
de mécénat culturel (soutien apporté,
par exemple, à l’orchestre de Pau Pays
de l’Adour ou au cinéma d’art et d’essai
Le Méliès) ou patrimonial (plus de
10 programmes de restauration d’édifices
patrimoniaux ont bénéficié, dans la
région, du soutien de la Fondation Total
au travers d’un partenariat avec la
Fondation du patrimoine).
+
SUR LE TERRAIN
Total est également un sponsor
majeur de la vie sportive paloise,
en étant partenaire de la Section
paloise de rugby et de son centre
de formation, du club de basket
l’Élan béarnais ainsi que du
Grand Prix automobile de Pau.
+
20—CSTJF—HSE HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ, SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
21—CSTJF—HSE HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ, SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
ENGAGEMENT
Dans tous les pays où il exerce ses
activités, le groupe Total est conscient
de ses responsabilités en matière
de sécurité et de protection de
l’environnement. Assurer la sécurité des
personnes qui travaillent sur ses projets
est la priorité pour le Groupe.
De même, il s’attache à réduire l’impact
de ses opérations sur l’environnement
dans le cadre de son engagement
en faveur du développement durable.
+
HSE
HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ,
SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
Au premier rang des défis complexes relevés par
l’Exploration-Production se place celui, prioritaire, de la sécurité
des hommes et de la préservation de l’environnement
– soumis à une pression croissante – pour assurer une production
responsable et durable.
+
PENSER SÉCURITÉ
Tout le personnel travaillant
dans les laboratoires du
CSTJF porte les équipements
de protection individuelle
obligatoires.
+
22—CSTJF—HSE HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ, SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
LA PRODUCTION pétrolière est un métier à risques, risques multiples
et omniprésents, dont l’envergure des plus grandes réalisations industrielles
donne la mesure. Nécessitant des millions d’heures de travail, elles peuvent
réunir, des mois durant, des milliers d’hommes sur un même chantier
ou impliquer l’installation de dispositifs de plusieurs centaines de tonnes
au fond d’un océan…
+
L’objectif du “zéro accident” est un leitmotiv quotidien tant sur
les projets en cours que sur les sites
en exploitation. Les ingénieurs HSE sont présents en support tout au long
de la chaîne de l’exploration-production pour minimiser les impacts de
nos activités sur les hommes, sur l’environnement et sur les communautés
❛❛ La sécurité
prime sur
toute autre
considération, car ce sont
des vies qui sont en jeu.
❛❛
Christophe de Margerie
locales. Prévoir, agir et s’améliorer en continu pour atteindre les objectifs
très volontaristes du Groupe, tel est leur engagement.
Axe tout aussi prioritaire des missions du CSTJF et objet de plusieurs
projets de recherche, le respect de l’environnement occupe une place
primordiale sur tous les sites de production opérés par le Groupe à travers
le monde. Le souci de limiter l’impact de ces sites sur l’air, l’eau
et la biodiversité – un impact étroitement surveillé – est constant, dès
la conception des projets. L’Exploration-Production est ainsi résolument
engagée dans la réduction des émissions des gaz à effet de serre,
laquelle est au cœur de la lutte contre le réchauffement climatique.
L’eau, très présente dans les cycles d’exploitation, car toujours mêlée
aux hydrocarbures produits, bénéficie d’une gestion durable.
Réinjectées dans leurs réservoirs d’origine aussi souvent que possible,
les eaux produites rejetées dans le milieu naturel sont traitées selon
des normes très sévères.
Grâce aux efforts conjoints des experts du CSTJF et des responsables
des filiales, Total peut ainsi conjuguer recherche de la croissance,
profitabilité, sécurité des hommes et respect de l’environnement.
Autant de facettes indissociables
d’une industrie responsable vis-à-vis
des générations actuelles et futures.
+
SIMULER LES RISQUES
Exercice sécurité de plan d’opération
interne (POI) dans la région paloise,
en collaboration avec les pompiers.
Ces derniers portent des appareils
respiratoires individuels (ARI) dans le cadre
de l’exercice simulant une fuite de gaz
ainsi qu’un risque lié à l’hydrogène
sulfuré (H2S).
+
VIGILANCE COLLECTIVE
Meeting sécurité à Okpo, en Corée
du Sud, entre les équipes Total et celles
du contracteur DSME, pendant la phase
de construction du FPSO (unité flottante
de production, de stockage et de
déchargement) angolais Pazflor (page
précédente).
+
PROTECTION SUR MESURE DE L’ENVIRONNEMENT
Dans le parc national de Murchison Falls,
en Ouganda, la priorité est de réduire
l’impact du forage sur une faune
particulièrement riche. De petits rigs
électriques sont ainsi préconisés
pour minimiser les nuisances sonores
et visuelles liées au développement
du projet d’exploitation des ressources
en huile.
+
22 mg/l
d’hydrocarbures dans nos eaux
de production rejetées offshore
en 2011. (Bonne performance
des installations avec une baisse
significative par rapport à 2010.)
++
++
S’ADAPTER À UN CLIMAT RIGOUREUX
À Kharyaga, 60 kilomètres au nord du cercle
polaire arctique, dans la région des Nenets,
en Russie, Total opère depuis 1999
un gisement de pétrole difficile à produire.
L’environnement hostile – écologie de toundra
sensible, permafrost, froids extrêmes
jusqu’à - 65 °C, en prenant en compte
le facteur vent – dicte les activités.
La planification et la préparation sont
essentielles, et toutes les installations doivent
être protégées du gel, du vent et de la neige.
+
PRÉSERVER LES RESSOURCES EN EAU
En parallèle du projet Gladstone LNG (GLNG),
en Australie, qui utilise le gaz de charbon comme
matière première, Total contribue à réduire
l’empreinte de ses activités sur l’eau à travers
le programme Water Management.
Ci-dessus, une plantation de leucaena irriguée
par le recyclage des eaux sur le site d’extraction
du champ de gaz de Fairview à Roma, dans
le Queensland.
+
30—CSTJF—GÉOSCIENCES
31—CSTJF—GÉOSCIENCES
DANS LE SECRET DES RÉSERVOIRS
La géoinformation, la géologie – riche
elle-même de plus de 20 disciplines –
l’ingénierie du réservoir et la géophysique,
quatre grandes spécialités et un unique objectif
commun : découvrir, comprendre et décrire les
spécificités des réservoirs pétroliers, ensembles
géologiques complexes imprégnés d’huile,
de gaz et d’eau. Avec, in fine, des modélisations
détaillées de leur architecture, de leur
agencement interne et du comportement des
fluides mis en mouvement par leur production.
+
GÉOSCIENCES
Ensemble, ingénieurs géoinformation, géologues,
ingénieurs réservoir et géophysiciens constituent la chaîne
des géosciences. Leur métier ? Faire parler les échantillons
de roches et de fluides, ainsi que l’imagerie générée
par l’un des calculateurs les plus puissants au monde.
+
SISMIQUE ET PÉTROPHYSIQUE
Ici, on représente la qualité des
réservoirs : plus les couleurs sont
chaudes, plus l’on se rapproche
du pôle sableux, les couleurs froides
correspondant au pôle argileux.
+
32—CSTJF—GÉOSCIENCES
Voir l’invisible,
le réservoir,
grâce aux techniques sismiques
de la géophysique.
++
++
+
33—CSTJF—GÉOSCIENCES
LA DÉCOUVERTE et le développement de gisements d’hydrocarbures
Toutefois, le volume des échantillons, rapporté à la taille globale d’un
reposent sur l’analyse et l’interprétation de données pétrolières.
champ étudié, reste très limité. Géologues et ingénieurs réservoirs relèvent
La géoinformation est le métier qui regroupe les professionnels de la
donc un défi aussi complexe que de modéliser la tour Eiffel à partir d’un
donnée pétrolière, socle de la connaissance indispensable à la géologie,
échantillon de la taille d’une tête d’épingle.
à la géophysique et au réservoir. Les ingénieurs géoinformation sont
en charge du cycle de vie complet de la donnée, de son acquisition,
son positionnement, sa qualification, son traitement, son organisation
et sa conservation. Car il n’y a pas de futur sans mémoire.
+
Le CSTJF réceptionne pour analyse des échantillons
en provenance du monde entier.
Les géologues, pour leur part, ont pour mission de comprendre et de
Dans sa carothèque sont étudiés les constituants intimes des carottes,
prévoir le fonctionnement des bassins pétroliers dans le temps et dans
ces cylindres de roche prélevés lors des forages. Ce laboratoire de
l’espace. Objectif : caractériser les éléments qui constituent un système
géologie, équipé d’un scanner, ouvre l’accès à des images
pétrolier – la roche mère qui génère les hydrocarbures, les réservoirs où
tridimensionnelles. En parallèle, les propriétés physiques des roches
ils sont piégés et les couvertures de ces réservoirs, couvercles étanches
réservoirs ainsi que leur aptitude à contenir ou laisser circuler les
qui les confinent en profondeur. Riche d’une vingtaine de spécialités
hydrocarbures sont étudiées dans les laboratoires de pétrophysique.
– parmi lesquelles la géochimie organique (étude des roches mères),
Les fluides sont analysés dans les conditions de température
la sédimentologie (étude des processus des dépôts sédimentaires dans
et de pression des réservoirs. Des expériences, conduites parfois
les réservoirs), la géologie structurale (pour la compréhension de la
plusieurs mois durant, prédisent l’efficacité de différents mécanismes
structure des bassins pétroliers et des réservoirs) ou la biostratigraphie
de production à l’échelle microscopique. Objectif : la maîtrise
(étude des micro-organismes présents dans les sédiments) –,
du comportement des hydrocarbures durant les vingt années ou plus
la géologie est une discipline clé de l’industrie pétrolière, de la prise
que durera leur exploitation.
du domaine minier jusqu’à la production.
Dans la chaîne de l’expertise en géosciences vient ensuite la
géophysique, qui s’affiche comme l’un des pôles d’excellence du CSTJF.
C’est à partir de ces travaux et, en particulier, des modélisations
sédimentaires des pièges pétroliers
Grâce aux techniques sismiques, la géophysique est la première à “voir
l’invisible” : le réservoir. Comment ? Des ondes acoustiques, créées par
des vibrations sur la surface du sol ou de la mer, sont partiellement
prédisant les volumes d’hydrocarbures en place, que les ingénieurs
réfléchies, au fil de leur propagation dans le sous-sol, par les différentes
réservoir peuvent estimer la productivité des gisements découverts,
couches géologiques qu’elles rencontrent. L’enregistrement de ces
via la modélisation de la dynamique des fluides en production,
réflexions en surface permet de construire une image des couches
et aider les architectes pétroliers à optimiser le schéma de développement
traversées afin d’obtenir une modélisation en 3D de l’enveloppe des
pour ces champs. Connaissances théoriques, expérience acquise au fil
pièges pétroliers et de leur architecture interne. Un dialogue constant
des années et des missions géologiques de terrain et des échantillons
de roches ou de fluides prélevés durant les forages nourrissent une chaîne
de modélisations qui bénéficie de l’évolution rapide des calculateurs.
34—CSTJF—GÉOSCIENCES
35—CSTJF—GÉOSCIENCES
entre les géophysiciens des filiales et le CSTJF permet de leur proposer
les dispositifs d’acquisition les mieux adaptés, à terre comme en mer.
Le CSTJF est ensuite en mesure de les assister dans la construction
des images sismiques les plus complexes, par la mise en œuvre
de techniques de traitement innovantes qui requièrent une puissance
de calcul très performante.
+
Quel rapport entre un supercalculateur, un scanner semblable
à ceux utilisés en milieu médical
et une petite enceinte où règne une pression d’une tonne par centimètre
carré ? C’est le plateau technique du CSTJF dédié aux géosciences.
Ces équipements, parmi de nombreux autres, servent en effet
aux études menées à Pau pour assister les filiales dans la découverte
et l’appréciation des gisements pétroliers. Enfouis jusqu’à 8 000 mètres
sous la surface du globe, sous d’immenses profondeurs d’eau
ou piégés dans les contextes géologiques chahutés de chaînes
DES CAROTTES PAR MILLIERS
montagneuses, les champs d’hydrocarbures inexplorés poussent
Cylindres rocheux prélevés au cours
de forages, les carottes expédiées
par les filiales au CSTJF sont les seuls
éléments visibles des réservoirs
pétroliers. Plus d’un kilomètre
d’échantillons s’ajoute ainsi en
moyenne chaque année au stock
de la carothèque du Centre, équipée
pour en extraire les précieuses
informations.
l’industrie sur des terrains de chasse extrêmes, nécessitant
de permanentes évolutions technologiques.
À quelle profondeur précise un gisement est-il situé ? Quelles sont ses
dimensions ? Dans ce gigantesque empilage de couches sédimentaires,
quelles sont celles qui recèlent des hydrocarbures ? Quel volume
global en renferment-elles et quelle part pourra-t-on en produire ?
+
Pour lever certaines de ces interrogations, c’est au CSTJF que les filiales
font appel. Les moyens technologiques et les savoir-faire de pointe
du Centre sont mobilisés dans les cas les plus complexes.
Ce travail coordonné entre les filiales
et le CSTJF est alors indispensable
pour apporter des réponses fiables
à ces questions primordiales.
+
SCANNER POUR CAROTTES
Le scanner compte parmi les équipements
de pointe du laboratoire de géologie
du CSTJF. La réalisation des tomographies
des carottes de forage permet l’accès
à des images en trois dimensions
qui révèlent les écarts de densité entre
les différents composants de l’échantillon,
ouvrant ainsi un accès quasiment direct
au volume d’hydrocarbures imprégnant
chaque échantillon. C’est un paramètre
majeur de la caractérisation des réservoirs.
+
36—CSTJF—GÉOSCIENCES
SCANNER 3D
Un échantillon de roche est scanné
grâce à un laser mobile pour évaluer
son volume total. L’enveloppe
ou “tour” de l’échantillon est
enregistrée et reconstruit en 3D
avec une très grande précision.
Ce volume total, dont on soustrait
le volume de roche, permet
de déterminer le volume de pores,
c’est-à-dire de “vide”. Cela facilitera,
in fine, le calcul de la porosité de
la roche étudiée.
+
VERTIGES DU CALCUL
D’une puissance record de 2,3 pétaflops,
c’est-à-dire capable d’effectuer 2,3 millions
de milliards d’opérations par seconde,
le nouveau calculateur haute performance
acquis par le CSTJF (ci-contre et page
suivante) place Total parmi les premières
entreprises mondiales en termes de
puissance informatique scientifique
à fin 2012. Première utilisation : les lourds
codes de calcul développés au CSTJF
afin de produire des images sismiques
du sous-sol toujours plus fines,
plus précises et plus fiables.
+
2,3 millions
de milliards
d’opérations par seconde.
++
++
41—CSTJF—GÉOSCIENCES
STOCKAGE MASSIF
Études, calculs, modélisations…
Chaque jour, des milliers d’octets
gonflent le volume des données
numériques du CSTJF. Leur
sauvegarde, éminemment stratégique,
s’appuie sur une capacité interne
de stockage de 2,6 pétaoctets (soit
2,6 millions de milliards d’octets),
l’équivalent d’une pile de CD de
près de cinq kilomètres de haut.
Sécurité oblige, une fois par semaine,
ces données sont externalisées
pour assurer leur préservation
en cas d’incident majeur sur le site.
+
GÉOMODÉLISATION
Le nouveau calculateur haute
performance permet de créer
des images sismiques du sous-sol
plus fines, plus précises et plus
fiables. Ici, une imagerie sismique
– avec le toit du réservoir – en
contexte complexe, sous le sel.
+
INTERPRÉTATION STRATIGRAPHIQUE
L’interprétation des couches
géologiques de la sismique,
associée à des concepts
de formation des roches
sédimentaires, permet de
délimiter des zones définissant
l’architecture du réservoir,
ainsi que les écoulements.
+
DES IMAGES ET DES HOMMES
Images satellites offrant des plans larges de grands
bassins pétroliers, images sismiques, où l’échographie
du sous-sol se lit dans le relief chahuté de lignes aux allures
de plis, modélisations en 3D des réservoirs, de leur géologie
et de leurs fluides… Autant d’images qui parlent à l’œil averti
des spécialistes des géosciences. Car, au-delà des calculs,
c’est sur l’art de l’interprétation que reposent la compréhension
et la maîtrise des réservoirs pétroliers.
+
44—CSTJF—FORAGE ET PUITS
45—CSTJF—FORAGE ET PUITS
HAUTE TECHNOLOGIE
C’est entre les quatre murs des
laboratoires que physique, chimie et
mécanique des roches apportent un
concours déterminant à la préparation
des campagnes de forage, aventures
industrielles s’étirant souvent sur
plusieurs années. Si le principe d’un
forage reste simple dans son énoncé
– forer un trou jusqu’à rencontrer le
pétrole –, sa réalisation est désormais
affaire de haute technologie.
+
FORAGE
ET PUITS
L’aventure d’un forage commence au laboratoire.
Les spécialistes en mécanique des roches, en chimie ou
en informatique y expérimentent, modélisent et analysent
la viabilité des puits dans des conditions extrêmes.
+
OUTIL DE FORAGE
Prototype de trépan de
forage à molettes et picots.
Action par fragmentation
et par broyage.
+
46—CSTJF—FORAGE ET PUITS
KIRKOUK, 1927 : première découverte d’un gisement producteur en
Dans le golfe de Guinée, c’est le défi de forer sous de grandes
Irak par l’Iraq Petroleum Company (IPC), dont la Compagnie française
profondeurs d’eau (entre 1 000 et 2 500 mètres) que doivent relever
des pétroles (CFP) est l’un des premiers actionnaires.
les filiales angolaise, nigériane et congolaise de Total. Les plateformes
1999, Terre de Feu : la filiale argentine de Total achève une campagne
de forage sont alors devenues flottantes, un système de positionnement
de forage de deux ans ; l’un des 11 puits réalisés établit un nouveau
dynamique ultrasophistiqué garantissant leur stabilité, même quand
record du monde de longueur, avec 11 884 mètres. Creusé depuis la
l’océan se déchaîne.
côte, il s’enfonce à plus de 1 600 mètres dans le sous-sol tout en
poursuivant sa course, horizontalement, jusqu’à atteindre le cœur
d’un gisement marin situé à plus de 10 kilomètres au large. Le forage
fait partie de l’univers des technologies de pointe. Physique, chimie,
+
47—CSTJF—FORAGE ET PUITS
+
Dans tous les cas, la sécurité et l’efficacité opérationnelles
doivent être maximales pour réduire
informatique, analyse en temps réel des paramètres enregistrés au fond
autant que possible le temps de réalisation des puits, dont certains
du puits pendant le forage et outils de pilotage sophistiqués sont
peuvent coûter plus d’un million de dollars par jour. Qu’il dure moins
devenus indispensables au contrôle de trajectoires de plus en plus
d’un mois ou qu’il nécessite un an d’efforts, chaque forage exige d’allier
complexes.
la maîtrise des risques et cette recherche de rapidité.
L’instabilité des parois en cours de forage ou l’endommagement
Les forages horizontaux, percés sur des milliers de mètres
pour traverser sur toute leur longueur
À de telles
profondeurs,
la température flirte avec les 200 °C
et la pression dépasse les 1 000 bar.
++
++
des formations traversées risquent, par exemple, de mettre en péril
la réalisation et la productivité future du puits. Grâce à son expertise
et aux compétences qu’il regroupe, tant en termes d’ingénierie que
des séries de réservoirs, ne sont que l’une des limites auxquelles se
d’expérimentation, le CSTJF est alors le partenaire privilégié pour traiter
confrontent les experts. Le défi se transforme lorsqu’il s’agit de forer des
les cas les plus délicats rencontrés par les filiales. La stabilité des parois
gisements très profondément enfouis, comme l’a fait la filiale britannique
du trou durant le forage est ainsi l’un des sujets d’étude majeurs du
de Total en mer du Nord, sur les sites d’Elgin et Franklin, dont les
laboratoire de mécanique des roches, dont les tests sur la résistance
hydrocarbures, chauds et sous pression, ont été découverts sous plus
des séries rocheuses traversées permettent d’optimiser les trajectoires
de 5 500 mètres de roches. À de telles profondeurs, la température flirte
de forage les plus complexes.
avec les 200 °C et la pression dépasse les 1 000 bar. La difficulté, ici,
Le fluide de forage – communément appelé “boue” – joue également
consiste à diriger les trajectoires sans l’aide de l’électronique de fond de
un rôle capital dans la stabilité d’un puits. Injectée sous pression au fond
puits, inopérante dans de telles conditions physiques, et à atteindre ces
du trou, la “boue” y circule en permanence, remontant la roche broyée
pièges pétroliers en évitant l’éruption des hydrocarbures sous pression.
jusqu’à la surface. Sa densité, plus ou moins élevée, conditionne
l’équilibre de pression entre le trou et les formations traversées :
trop lourde, elle s’infiltrera dans les roches, abîmant les terrains et
pouvant déstabiliser les parois du trou ; trop légère, elle ne résistera pas
48—CSTJF—FORAGE ET PUITS
49—CSTJF—FORAGE ET PUITS
à l’envahissement du trou par l’eau ou les hydrocarbures. C’est là
le domaine des chimistes du laboratoire des boues et ciments,
chargés de trouver le bon équilibre et la formulation la plus efficace.
Les spécialistes du laboratoire de productivité sélectionneront,
quant à eux, les additifs spécifiques qui limiteront l’endommagement
ou restaureront la productivité des zones réservoirs et, en particulier,
des minuscules réseaux de circulation qui, au sein des roches,
permettent au pétrole et au gaz de parvenir jusqu’au puits lors
de sa mise en production. Un résultat qui, bien loin des premiers
puits de Kirkouk, ne peut maintenant être atteint que par
la mise en œuvre des savoirs
conjugués d’une équipe intégrée
de spécialistes.
Le forage des puits les plus
complexes peut coûter
plus d’un million
de dollars par jour.
++
++
+
LABORATOIRE LIAISON COUCHE TROU
Stratégique pour la productivité
des puits, la “liaison couche
trou” désigne l’interface entre
le réservoir pétrolier et un puits.
Dans certaines configurations,
c’est dans cette zone qu’il faut
installer des systèmes de
filtration des sables produits
avec les fluides pétroliers
susceptibles de compromettre
la productivité.
Pour stimuler la productivité
dans les réservoirs carbonatés,
on injecte un fluide acide
concentré dans le puits, aux
abords du réservoir. Cela permet
de créer un réseau de
worm-holes (trous de ver) et
d’augmenter la connectivité
puits-réservoir.
+
50—CSTJF—FORAGE ET PUITS
PRODUCTIVITÉ
Les études de
laboratoire permettent
de sélectionner le
“filtre” adapté à la
qualité et à la quantité
des sables produits
avec les fluides
pétroliers.
+
EN QUÊTE DE PERFECTION
Pour limiter autant que
possible des coûts de forage
toujours plus lourds,
la perfection doit être au
rendez-vous. Une perfection
qui permet de forer aussi vite
que possible. Pour l’atteindre,
la connaissance des roches
traversées et de leur “réaction”
au forage doit être aussi
complète que possible.
C’est l’une des missions
centrales du laboratoire
de mécanique des roches.
+
55—CSTJF—FORAGE ET PUITS
BOUES ET CIMENTS SUR MESURE
En dépit de la ressemblance
des terrains traversés,
la formulation des boues,
essentielle à la bonne marche
du forage, est spécifique
à chacun.
+
AU-DELÀ DE 1 000 BAR
Total a foré en mer du Nord britannique
l’un des tout premiers puits déviés dans
un environnement à haute pression et
haute température. D’une longueur de
7 300 mètres, le puits de Glenelg a atteint
son objectif à 5 600 mètres sous le niveau
de la mer, dans un réservoir à 200 °C
et 1 150 bar. Un exploit irréalisable sans
les études approfondies menées dans
les laboratoires du CSTJF. Ici, le laboratoire
Pression Volume Température (PVT).
+
1 500 bar
et 200 °C
Ces conditions extrêmes
de pression et de température
sont régulièrement étudiées
dans les laboratoires du CSTJF.
++
++
58—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
59—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
DES DIZAINES D’ANNÉES
Processus dynamique complexe,
où d’énormes volumes de fluides plus
ou moins visqueux et corrosifs sont
mis en mouvement par des procédés
variés, l’exploitation d’un réservoir
se poursuit pendant de nombreuses
années. Lutter contre le déclin
de la production, prévenir l’altération
des installations de production et
adapter les procédés d’extraction
aux évolutions physico-chimiques
des effluents produits sont autant
de thématiques majeures pour
les spécialistes de l’exploitation.
+
TECHNIQUES
DE PRODUCTION
Une infinité de mécanismes influent sur le taux de récupération
des hydrocarbures. Les équipes du CSTJF ont mis au point
un arsenal d’outils permettant d’optimiser la production et d’en
évaluer la performance tout au long de la période d’exploitation.
+
MESURES SOUS CONTRAINTE
Ces mesures permettent
d’étudier précisément
la compressibilité
d’échantillons tests.
+
60—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
61—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
+
UN GISEMENT de pétrole n’a rien d’un lac souterrain qu’il suffirait
de pomper pour en ramener le contenu jusqu’à la surface. Pétrole
+
L’ensemble des compagnies pétrolières produit actuellement
plus d’eau que de pétrole, et ce volume
et gaz sont piégés dans des roches poreuses et perméables, appelées
d’eau augmente inexorablement avec la maturité des champs.
réservoirs. Il s’agit dès lors de parvenir à déloger ces hydrocarbures
Simultanément, le rejet de ces eaux dans l’environnement marin
des pores de la roche. Ce qui, selon leur capacité à se déplacer
est de plus en plus contraint par des réglementations internationales.
et celle du réservoir à les laisser circuler, sera possible pour une partie
Or, une partie seulement des eaux de production est réinjectée
seulement du volume en place, soit 10 à 35 % pour le pétrole.
en réservoir à des fins de maintien de pression : l’enjeu est donc
Augmenter le taux de récupération, ne serait-ce que de quelques
d’augmenter cette proportion. Cela implique, pour la déployer à plus
points, représente un formidable enjeu pour le renouvellement
grande échelle sur les champs, une technologie de filtration très
des réserves et un challenge de premier ordre pour tous les métiers
fine, économique et performante, afin d’éviter tout risque de boucher
de l’exploitation pétrolière.
les puits et d’endommager les réservoirs.
Dans ce contexte, les équipes techniques du CSTJF ont fait appel
Entre la découverte d’un gisement et sa mise en production,
plusieurs années s’écoulent.
++
++
classiques : elle permet d’éliminer les particules en suspension
jusqu’à une taille de quelques centièmes de micron ainsi que les
dispositifs de production les plus pertinents. Des équipes du CSTJF
gouttelettes d’hydrocarbures non solubilisées. Cette technique n’a
s’emploient à déterminer le mécanisme de récupération le mieux
encore jamais été mise en œuvre sur des eaux de production pétrolière.
adapté, à calculer des trajectoires de puits pour un drainage optimal
Il s’agit donc d’une première pour Total et, plus généralement,
des réservoirs, à estimer les quantités d’huile, de gaz, mais aussi d’eaux
pour l’exploration-production.
produites au fil de la vie du champ. En parallèle, et de façon coordonnée,
Durant les dizaines d’années que dure l’exploitation d’un site,
d’autres experts s’ingénient à conduire des analyses physico-chimiques
le CSTJF aide les filiales à mieux produire les gisements, à soutenir
pour prédire la réaction des hydrocarbures à leur mise en production,
leur productivité, à prolonger leur durée de vie pour en extraire
en particulier leur aptitude à atteindre le puits, à évaluer l’appréciation
les réserves “ultimes”. Expertise d’échantillons de roches et analyse
et la neutralisation de tous les éléments susceptibles d’entraver
des fluides produits nourrissent les diagnostics et les solutions
la production par bouchage ou corrosion des tuyaux… La liste
pour restaurer la productivité des couches réservoirs, parfois altérées
des paramètres qui guideront la conception du schéma de production
au fil de l’exploitation.
des risques sismiques ou liés à l’environnement océanographique
pour prévenir le déclin
des gisements de pétrole.
qui se révèle beaucoup plus performante que les techniques
Ce temps est activement utilisé pour identifier les techniques et les
le plus performant est longue. Et il faut encore y ajouter l’évaluation
Défier le temps
à l’ultrafiltration par membranes céramiques, technologie innovante,
et aux conditions météorologiques.
62—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
+
63—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
Toute une panoplie de techniques peut également être
mise en œuvre pour augmenter
la production, en “forçant” le cheminement des hydrocarbures jusqu’au
puits. Aux injections d’eau ou de gaz, classiquement utilisées pour
“balayer” le maximum d’hydrocarbures possible, s’ajoutent des
techniques plus sophistiquées. La chimie analytique permet de mettre
au point des additifs adaptés au profil de chaque réservoir qui, ajoutés
à l’eau ou au gaz injectés, renforceront la capacité à déloger l’or noir
de la roche. Parmi ses travaux de recherche et développement,
le CSTJF étudie actuellement la possibilité d’injection de polymères,
d’air, de vapeur ou encore de mousse, de solvants (hydrocarbures
et/ou dioxyde de carbone) pour offrir aux filiales de nouvelles solutions
capables d’augmenter significativement la récupération finale. Dans
cette course à la productivité des gisements, le centre palois dispose
également de tous les atouts pour élaborer de nouveaux outils
et techniques d’aide à l’intention des filiales. Ainsi ont été développés
ULTRAFILTRATION PAR MEMBRANES CÉRAMIQUES
des logiciels qui traquent, en temps réel, les manques à gagner
Testée en première mondiale
par notre R&D, l’ultrafiltration des
eaux de production par membranes
céramiques élimine des particules
solides jusqu’au centième
de micron (contre 5 microns pour
les technologies classiques).
des productions et livrent des diagnostics sur leurs origines possibles.
Avec eux s’ouvre une nouvelle ère, celle du suivi à distance des
performances des sites, accessibles dans leurs bureaux comme
dans ceux du CSTJF.
Améliorer
le taux de récupération du pétrole,
une affaire de spécialistes.
En ligne de mire : hisser toujours
plus haut la barre des taux de
récupération.
+
+
++
++
ÉTUDES EN BOUCLE
Risque physico-chimique majeur,
les hydrates, sortes de bouchons de glace,
se forment dans les hydrocarbures
en présence d’eau et de gaz, à certaines
conditions de pression et de température.
La “boucle hydrate” du CSTJF, où les
hydrocarbures circulent dans des
conditions contrôlées de température et de
pression, permet de définir très précisément
le risque spécifique à chaque champ
et de mettre à l’épreuve les solutions de
prévention.
+
PYROLYSE
Au laboratoire Fluides et géochimie
organique, des tubes métalliques
contenant des échantillons de roches
sont chauffés, sous atmosphère inerte,
à très haute température pour simuler
la génération des hydrocarbures, qui sont
ensuite analysés.
+
RÉSONANCE MAGNÉTIQUE NUCLÉAIRE
Les mesures effectuées par ce
laboratoire permettent d’accéder
aux propriétés pétrophysiques
des échantillons de roches.
La résonance magnétique
nucléaire permet, au travers
de séquences d’acquisitions
spécifiques, de connaître la
porosité, la structure du réseau
poreux ainsi que la nature
et les quantités des fluides dans
l’échantillon aux conditions
laboratoire et réservoir.
+
MESURES DE POROSITÉ ET DE PERMÉABILITÉ
Ici, les échantillons de
roches sont lavés grâce
à l’utilisation d’une quantité
limitée de solvants portés
à ébullition ou via l’utilisation
de la pression, afin d’en
extraire tous les composés
organiques. Après ce lavage,
les échantillons de roches
font l’objet de mesures de
perméabilité et de porosité.
+
STEP DECAY
Le développement récent de
ce laboratoire par Total permet
de réaliser des mesures précises
de perméabilité sur des
échantillons denses très peu
perméables (généralement issus
de ressources dites non
conventionnelles comme les gaz
de schiste ou les tight gas).
69—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
+
MICRODISTILLATION
La microdistillation a pour but
de fractionner un échantillon
d’huile par points d’ébullition.
Cela permet à la fois
de caractériser précisément
la composition de l’huile et
d’évaluer sa valeur commerciale.
+
70—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
71—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
DU LABORATOIRE AUX CHAMPS
Principal pôle de R&D de la branche
Exploration-Production de Total,
le CSTJF a aussi pour mission
de résoudre les obstacles
technologiques, afin de relever les
défis de la maîtrise des domaines
frontière. Cette politique de R&D
témoigne de la forte capacité
d’innovation du Groupe, présent sur
les grands bassins sédimentaires
des cinq continents.
+
RECHERCHE
& APPLICATIONS
L’innovation technologique est un passage obligé
pour accéder à de nouveaux territoires, en développant
la maîtrise d’une exploitation responsable et durable.
Ainsi se redessine en permanence la carte mondiale
des possibles énergétiques.
+
CHROMATOGRAPHIE
Le laboratoire Chromatographie
étudie les différents composants
chimiques d’un échantillon, que
ce soit une roche, une huile ou
une boue. Ici, le conditionnement
d’échantillons d’huiles qui sont
conservés en chambre froide.
+
72—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
L’ESSENTIEL des activités de R&D de l’Exploration-Production
La dimension internationale de la R&D s’exprime aussi par plus
est concentré en France, au sein du CSTJF qui abrite près
de 700 partenariats de R&D en cours avec des universités,
de 700 ingénieurs et techniciens de la R&D. Ces équipes œuvrent
des compagnies pétrolières nationales et internationales et des
à l’amélioration continue des outils d’exploration et au développement
entreprises de toutes tailles.
d’innovations technologiques qui déverrouilleront l’accès rentable
Parce que l’innovation est l’un des moteurs de la croissance de
à des domaines frontières. L’optimisation des techniques de production,
l’Exploration-Production, l’équipe de Propriété intellectuelle intégrée
pour accroître les réserves des champs conventionnels,
à la R&D s’attache à développer un portefeuille de brevets pour
le développement de technologies pour préserver l’environnement,
assurer à Total l’accès à la technologie. Ce portefeuille, en permanente
en particulier l’air et l’eau, et garantir la sécurité des hommes
augmentation depuis 2006, reflète les avancées technologiques
et des installations sont aussi des axes essentiels de recherche.
de Total et contribue à faire du Groupe un “partenaire de choix”
Plus de 30 projets de recherche sont menés depuis le CSTJF dont les
en renforçant son image d’excellence technologique
grands fonds, les bruts extra-lourds et sables bitumineux, les gaz
vis-à-vis de ses cibles privilégiées.
acides, les réservoirs carbonatés, les réservoirs très enfouis, les gaz
+
73—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
non conventionnels…
La R&D s’appuie également sur six centres de recherche,
dont cinq hors de France,
+
Gaz de schiste ou gaz de charbon, les gaz non conventionnels sont
piégés dans des gisements atypiques
de par leur localisation et les caractéristiques géologiques des roches
qui les contiennent. Leur production exige le recours à des techniques
qui lui permettent de bénéficier de compétences régionales de pointe
de forage et de stimulation de production spécifiques. Ces gaz
sur des thématiques majeures de croissance : production minière
non conventionnels représentent un potentiel majeur de renouvellement
des sables bitumineux, offshore profond, réservoirs carbonatés,
des ressources en gaz de la planète. Impliqué depuis une dizaine
environnement, géosciences… Deux d’entre eux sont implantés
d’années dans la production des tight gas, Total s’est récemment investi
en Amérique du Nord (Canada et États-Unis), trois en Europe
dans celle des gaz de schiste et de charbon, nouant des partenariats
(France, Grande-Bretagne et Norvège) et un au Moyen-Orient (Qatar).
avec des sociétés dotées d’une expertise éprouvée dans ce domaine.
Le Pôle d’études et de recherche de Lacq (PERL), récemment intégré
En Argentine, Total détient ainsi des participations dans plusieurs
à la R&D de l’Exploration-Production, compte environ 80 chercheurs
permis, afin d’évaluer leur potentiel en gaz de schiste. Les premiers
qui opèrent dans les domaines de la physico-chimie, du traitement
forages ont eu lieu en 2012.
des gaz et de l’environnement. Ils participent notamment à la recherche
sur la récupération assistée des pétroles et sur l’efficacité des
dispersants en offshore profond dans le cadre de la lutte antipollution.
74—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
+
Total relève le défi de produire des ressources d’hydrocarbures
issues des grands fonds marins,
Le transport
sous-marin
des hydrocarbures devra demain
couvrir de très longues distances,
parfois plus de 100 kilomètres.
++
++
75—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
+
Parallèlement, les équipes du CSTJF ont mis au point une solution
destinée à exploiter la grande partie
par plus de 1 500 mètres de profondeur d’eau, depuis plus de dix ans.
des réserves de gaz découvertes en Europe, en Russie ou au Moyen-
Cette exploitation audacieuse devient de plus en plus complexe.
Orient, qui contient des gaz acides comme le dioxyde de carbone
Demain, le transport sous-marin des hydrocarbures devra couvrir
et l’hydrogène sulfuré, mais aussi d’autres composés soufrés tels que
de très longues distances, parfois plus de 100 kilomètres. Les équipes
les mercaptans ou l’oxysulfure de carbone. Fruit de plusieurs années
de la R&D développent de nouvelles architectures sous-marines basées
de développement, la technologie HySWEET® répond aux défis
sur des technologies de traitement sous-marin – unités de traitement
suivants : l’élimination simultanée des gaz acides, des mercaptans
et d’injection d’eau, unités de stockage de produits chimiques,
et de l’hydrogène sulfuré, la limitation de la coabsorption des
pompage – et sur le “tout-électrique”, en remplacement des
hydrocarbures, l’économie énergétique. Mettant en œuvre un solvant
commandes hydrauliques. Ces technologies innovantes permettront
hybride, le procédé HySWEET® est en application sur les unités
de s’adapter à des profondeurs d’eau croissantes allant jusqu’à
de production de l’usine de Lacq depuis 2008.
3 500 mètres et aux fluides les plus difficiles.
Autre enjeu majeur pour l’avenir, le captage et le stockage géologique
Par ailleurs, les techniques dédiées à l’augmentation des taux de
du CO2. Comment réduire les émissions de gaz à effet de serre,
récupération – Enhanced Oil Recovery (EOR) – constituent une priorité
en particulier du dioxyde de carbone ? Que faire de ce composé acide,
de la R&D du Groupe. Les travaux en matière d’EOR chimique,
une fois séparé du méthane, pour éviter son rejet pur et simple dans
menés au sein de l’Exploration-Production de Total, y compris le Pôle
l’atmosphère ? Comment éviter d’en émettre chaque année des tonnes
d’études et de recherches de Lacq (PERL) et la filiale Total E&P Angola,
supplémentaires par les processus de combustion indispensables
se sont concrétisés par la mise au point de la première injection
à la production pétrolière ? L’une des réponses les plus prometteuses
de polymères destinée à améliorer la récupération en grands fonds.
à ces questions déterminantes pour le futur de la planète passe
L’injection d’eau viscosifiée par ajout de polymères sur Dalia permettrait
par la capture et le stockage géologique du CO2. Elle passe aussi
d’augmenter les réserves de ce champ de 3 % en dix ans, dès lors
par le CSTJF, où les équipes de la R&D ont développé, dès 2007,
que le projet aura été lancé.
un projet pilote unique en Europe, intégré à un site industriel
à proximité du site de Lacq, pour démontrer la faisabilité industrielle
d’une chaîne complète de captage,
transport et injection du CO2 dans
un réservoir déplété, c’est-à-dire vidé
du gaz naturel qu’il contenait.
+
CAPTAGE DE CO2
À Lacq, pour la première fois
en Europe, une chaîne
intégrée avec une chaudière
à oxycombustion gaz
de 30 mégawatts thermiques
a été testée.
+
RUPTURE TECHNOLOGIQUE
Toute la production de l’usine Total
de Lacq est aujourd’hui assurée
grâce au procédé HySWEET® de
traitement de gaz très acides.
Associant les capacités chimiques
d’une amine et les propriétés
physiques d’un cosolvant, il absorbe
simultanément CO2, H2S et
composés soufrés tels que les
mercaptans et le COS. Ceci avec un
gain énergétique de 10 à 20 % par
rapport aux procédés traditionnels.
Une première licence industrielle
de cette innovation majeure a été
délivrée en 2010. Le démarrage
de l’unité qui la met en œuvre est
prévu en 2013. Elle assurera
la continuité des activités
thiochimiques sur le bassin de Lacq.
+
BRUTS EXTRA-LOURDS
Les recherches conduites par le CSTJF
sur la récupération et la valorisation
des bruts extra-lourds ont nourri
le gigantesque projet PetroCedeño,
qui, en 2002, a initié l’exploitation
à grande échelle de ces bruts
non conventionnels au Venezuela
et leur transformation en un brut
synthétique léger.
Les équipes de la R&D et du Pôle
d’études et de recherche de Lacq
(PERL) travaillent aujourd’hui à
l’amélioration des taux de récupération
du champ de PetroCedeño, notamment
grâce à l’injection d’eau et de polymères
dans le réservoir, qui pourrait permettre
de doubler les taux de récupération.
+
80—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
+
DALIA
Dalia est le premier pilote
mondial d’injection de polymères
(eau viscosifiée par ajout de
polymères) en grands fonds
destinés à augmenter le taux de
récupération des hydrocarbures.
+
innovation continue
Grâce aux progrès de l’imagerie
sismique, les géophysiciens peuvent
désormais “voir” ce qui, il y a dix ans
à peine, demeurait invisible. Les
nouveaux codes de calcul de l’imagerie
en profondeur développés par le
CSTJF ont ainsi permis d’éclairer les
zones de sel qui résistaient auparavant
à l’imagerie. Ici, une grille réservoir
déformée par les mouvements du sel.
+
+
CONNAÎTRE
LE GROUPE
TOTAL +
Figurant au nombre des toutes premières compagnies
pétrolières internationales, Total est aussi un acteur
mondial du gaz, du raffinage, de la pétrochimie
et de la distribution de produits dérivés du pétrole.
Aujourd’hui, face à la croissance de la demande
énergétique, le Groupe accélère son développement
dans le solaire et la biomasse.
Nous misons en priorité sur le pétrole et le gaz, dont
les ressources sont loin d’être épuisées. Nos activités,
dans ce domaine, vont de l’exploration et la production
jusqu’à la transformation, le transport et la vente.
Raffineur et pétrochimiste de rang mondial, nous développons
des plateformes industrielles de premier niveau et renforçons
notre présence sur les marchés en croissance de l’Asie et du
Moyen-Orient. La branche commerciale du Groupe – à la tête
notamment d’un important réseau de stations-service – conçoit
et commercialise des produits principalement issus du pétrole
et tous les services qui peuvent y être associés.
Nous investissons par ailleurs dans les énergies renouvelables.
Nous avons choisi de nous développer dans le solaire
photovoltaïque et la biomasse. Nous accélérons désormais
nos investissements dans ces filières afin de proposer
des solutions performantes et fiables, complémentaires
des énergies fossiles.
Notre Groupe est également un chimiste de rang mondial.
Nous produisons des polymères et sommes aussi présents
dans la chimie de spécialités, qui comprend les applications
du caoutchouc, les adhésifs et la métallisation.
Partout dans le monde, nos 96 000 collaborateurs produisent
l’énergie et les produits dont l’homme a besoin, en incarnant
les quatre comportements de notre Total Attitude : l’audace,
la solidarité, l’écoute et la transversalité.
Exploration-Production – Conception-réalisation :
– Crédits photo :
Philippe Boulze, Étienne Follet, Alain Guilhot/Divergence, François Lacour,
Laurent Pascal, Patrick Redonnet, Photothèque Total, DR – © TOTAL février 2013.
Ce livre est imprimé sur du papier Heaven 42 certifié FSC, dont l’ensemble des fibres
proviennent de forêts gérées de manière responsable. Des encres végétales élaborées
sur la base de matières premières renouvelables ont été utilisées. L’imprimeur
est certifié Imprim’Vert® et FSC ; il s’engage à agir de manière concrète et continue
pour réduire les émissions polluantes, tout en économisant les ressources naturelles.
Merci à tous les collaborateurs de l’Exploration-Production de Total pour leur
aimable participation.
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